[發明專利]多色發光器件及制造這種器件的方法

在審

• 申請號: 201911033289.6
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN111129026A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 阿梅莉·迪賽涅
• 申請（專利權）人: 原子能與替代能源委員會
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L21/77
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;胡彬

1.一種發光器件，包括能夠分別以第一波長范圍、第二波長范圍和第三波長范圍發射的第一像素(B)、第二像素(G)和第三像素(R)，其中：

-第一像素(B)包括二維發光單元，其包括第一導電類型的第一摻雜半導體層(111B)、有源層(115)、以及第二導電類型的第二摻雜半導體層(117)的垂直堆疊件；

-第二像素(G)和第三像素(R)中的每個包括三維發光單元，其包括有規律地分布在像素表面上的多個相同尺寸的納米結構，每個納米結構包括第一導電類型的摻雜錐狀半導體核心(111G、111R)、覆蓋所述核心的側壁的有源層(115)、以及覆蓋所述有源層的第二導電類型的摻雜半導體層(117)；以及

-第二像素(G)和第三像素(R)的所述納米結構具有不同的尺寸和/或不同的間距，

所述器件還包括基本上平坦的基礎半導體層(103)，其表面覆蓋有基本上平坦的介電掩膜層，所述掩膜層包括與第一像素(B)相對的單個開口，其橫向界定第一像素(B)的所述第一半導體層(111B)，以及與第二像素(G)和第三像素(R)中的每個相對的多個開口(107)，其橫向界定第二像素(G)和第三像素(R)的半導體核心(111G、111R)，在所述開口(107)中，第一像素(B)的第一半導體層(111B)、以及第二像素(G)和第三像素(R)的半導體核心(111G、111R)布置在基礎半導體層(103)的所述表面之上并與其接觸。

2.根據權利要求1所述的器件，其中，在第一像素(B)、第二像素(G)和第三像素(R)的每個中，所述有源層(115)包括第一材料的半導體層與第二材料的半導體層的交替，其定義多個量子阱。

3.根據權利要求2所述的器件，其中，在第一像素(B)、第二像素(G)和第三像素(R)的每個中，第一材料是InGaN，并且第二材料是GaN或銦濃度低于第一材料的InGaN。

4.根據權利要求1到3任一項所述的器件，其中第一像素(B)的第一半導體層(111B)、以及第二像素(G)和第三像素(R)的半導體核心(111G、111R)由N型摻雜GaN或N型摻雜InGaN構成。

5.根據權利要求1到4任一項所述的器件，其中第一像素(B)的第二半導體層(117)、以及第二像素(G)和第三像素(R)的第二導電類型的摻雜半導體層由P型摻雜GaN或P型摻雜InGaN構成。

6.一種制造根據權利要求1到5任一項所述的器件的方法，其中第一像素(B)的第一半導體層(111B)、以及第二像素(G)和第三像素(R)的半導體核心(111G、111R)在同一外延步驟中同時形成。

7.根據權利要求6所述的方法，其中第一像素(B)的第一半導體層(111B)、以及第二像素(G)和第三像素(R)的半導體核心(111G、111R)通過在覆蓋有介電掩膜層(105)的基礎半導體層(103)的表面上的局部外延而形成。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述介電掩膜層(105)包括與第二像素(G)和第三像素(R)中的每個相對的多個開口(107)，其有規律地分布在像素的發光單元的整個表面上。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述開口(107)是通過蝕刻與基于嵌段共聚物形成的具有受控孔隙的膜的孔相對的介電掩膜層而形成的。

10.根據權利要求6到9任一項所述的方法，其中第一像素(B)、第二像素(G)和第三像素(R)的所述有源層(115)在同一外延步驟中同時形成。